مس: فلز سرخ، خواص، کاربردها و تاریخچه آن
مس، که به "فلز سرخ" نیز شهرت دارد، یکی از رساناترین فلزات در جهان است. این فلز به دلیل خواص الکتریکی منحصر به فرد خود، همراه با چکش خواری و انعطاف پذیری بالا، نقش حیاتی در صنعت مخابرات ایفا می‌کند. علاوه بر این، رنگ زیبای قرمز آن (که به مرور زمان در اثر اکسیداسیون به رنگ سبز خاکستری تغییر می‌یابد) مس را به یک ماده محبوب در بین هنرمندان و معماران تبدیل کرده است.
نکات کلیدی
- مس فلزی بسیار رسانا است که در مخابرات استفاده می‌شود و به دلیل رنگ قرمزش ارزشمند است.
- مس نقش مهمی در تاریخ ایفا کرده است و اولین بار بیش از 10000 سال پیش برای ساخت ابزار استفاده شده است.
خواص فیزیکی مس
مقاومت کششی
مس فلزی نسبتاً ضعیف است و مقاومت کششی آن تقریباً نصف فولاد کربنی ملایم است. به همین دلیل، مس به راحتی با دست شکل می‌گیرد، اما برای کاربردهای سازهای مناسب نیست.
چقرمگی
اگرچه مس مقاومت بالایی ندارد، اما به دلیل چقرمگی زیاد، شکستن آن آسان نیست. این ویژگی در لوله کشی و کاربردهای لوله‌ای بسیار مهم است، زیرا پارگی می‌تواند خطرناک و پرهزینه باشد.
انعطاف پذیری (Ductility)
مس بسیار انعطاف پذیر و چکش خوار است. صنایع برق و جواهرسازی از این خاصیت مس بهره می‌برند. با استفاده از ویژگی انعطاف پذیری مس می‌توان آن را به سیم‌های نازک تبدیل کرد.
رسانایی
مس پس از نقره، بهترین رسانای الکتریکی و حرارتی است. به همین دلیل، مس در کاربردهایی مانند ظروف پخت و پز بسیار مفید است، زیرا به سرعت گرما را به داخل غذا منتقل می‌کند.
تاریخچه مس
بر اساس یافته‌های باستان‌شناسی، مس اولین فلزی بود که توسط انسان‌های نوسنگی، بیش از 10000 سال پیش، برای تکمیل ابزارهای سنگی خود مورد استفاده قرار گرفت. بیشتر مس استخراج شده در امپراتوری روم از قبرس می‌آمد و "Cyprium" یا بعداً "Cuprum" نامیده می‌شد که ریشه نام امروزی "copper" (مس) است.
حدود 5000 سال قبل از میلاد، برنز، آلیاژی از مس و قلع، دوران جدیدی از تولید آسان با مس را به ارمغان آورد. خواص ضد باکتریایی مس در مصر باستان برای ضدعفونی کردن آب و جلوگیری از عفونت‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت. تا 600 سال قبل از میلاد، مس همچنین به عنوان وسیله‌ای برای تبادل مالی (پول) مورد استفاده قرار گرفت.
مس در بازار جهانی
بر اساس گزارش Copper.org، شش بخش اصلی مصرف کننده مس در آمریکای شمالی عبارتند از: سیم کشی ساختمان، لوله کشی و گرمایش، خودروسازی، تاسیسات برق، تهویه مطبوع و تبرید، و مخابرات. انجمن بین المللی مس تخمین می‌زند که مصرف جهانی مس در سال 2014 تقریباً 21 میلیون تن متریک بوده است.
مس از سنگ معدن غنی از سولفیدهای مس استخراج می‌شود که امروزه از معادن روباز بزرگ در آمریکای جنوبی، آمریکای شمالی، آسیا، آفریقا و خاورمیانه استخراج می‌شود. پس از پالایش، مس را می‌توان به اشکال مختلف صنعتی یا به صورت کاتدهای مسی فروخت که کالاهایی هستند که در COMEX، LME و SHFE معامله می‌شوند. مس به راحتی قابل بازیافت است و منبعی جایگزین برای ذخایر محدود قابل استخراج فعلی فراهم می‌کند.
آلیاژهای رایج مس
برنز
شامل 88-95٪ مس (وزنی). در سکه‌ها، سنج‌ها و آثار هنری استفاده می‌شود.
برنز آلومینیوم
شامل 74-95٪ مس (وزنی). مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به برنز معمولی دارد و در کاربردهای دریایی مفید است.
برنج
طیف گسترده‌ای از آلیاژها که حاوی 50-90٪ مس (وزنی) هستند. در ساخت همه چیز، از فشنگ مهمات گرفته تا دستگیره در، استفاده می‌شود.
کوپرونیکل (مس نیکل)
شامل 55-90٪ مس (وزنی). در سکه‌ها، کاربردهای دریایی و سیم‌های سازهای موسیقی استفاده می‌شود.
نقره نیکلی
حاوی 60% مس (وزنی) است. فاقد نقره است، اما ظاهری مشابه دارد. اغلب در ساخت سازهای موسیقی و جواهرات استفاده می‌شود.
مس بریلیوم
شامل 97-99.5٪ مس (وزنی). یک آلیاژ مس بسیار قوی اما سمی است که جرقه نمی‌زند و برای استفاده در محیط‌های خطرناک گازی ایمن است.
حقایق جالب درباره مس
- اگرچه مس رسانای الکتریکی بهتری است، اما اکثر خطوط برق هوایی در جهان از آلومینیوم ساخته شده‌اند؛ زیرا ارزان‌تر بوده و کارایی نسبتاً مشابهی دارد.
- مس در حدود 4000 سال قبل از میلاد در منطقه دریاچه سوپریور در ایالات متحده به شکل بسیار خالصی برداشت می‌شد. بومیان از این فلز برای ساخت سلاح و ابزار استفاده می‌کردند و از دهه 1840 تا 1969، بندر مس (Copper Harbor) یکی از پربازده‌ترین معادن مس در جهان بود.
- مجسمه آزادی با بیش از 28 تن (62000 پوند) مس پوشیده شده است! رنگ سبز مشخصه آن "patina" نامیده می‌شود که نتیجه قرار گرفتن در معرض هوا در 25 سال اول است.
- شیمی
- علم
